晶面和晶向

3. 晶格的晶面和晶向
（1）晶面指数及晶向指数 （2）晶面及晶向的原子密度
1）晶面指数及晶向指数
晶体中各种方位上的原子面叫晶面；各种 方向上的原子列叫晶向。在研究金属晶体 结构的细节及其性能时，往往需要分析它 们的各种晶面和晶向中原子分布的特点， 因此有必要给各种晶面和晶向定出一定的 符号，以表示出它们在晶体中的方位或方 向。晶面的这种符号叫“晶面指数”，晶 向的符号叫“晶向指数”。
2)确定晶面指数的步骤如下：
（1）设晶格中某一原子为原点，通过该点平行于 晶胞的三棱边作OX、OY、OZ三个坐标轴，以晶 格常数a、b、c分别作为相应的三个坐标轴上的量 度单位，求出所需确定的晶面在三坐标轴上的截 距（见图1.2-6Biblioteka Baidu。
（2）将所得三截距之值变为倒数； （3）再将这三个倒数按比例化为最小整数，并加
上一圆括号，即为晶面指数。晶面指数的一般形 式用（hkl）表示。
晶向指数的确定方法是：
（1）以格中某一原子为原点，通过该点平 行于晶胞的三棱边作OX、OY、OZ三个坐标 轴，通过坐标原点引一直线，使其平行于 所求的晶向；
（2）求出该直线上任意一点的三个坐标来； （3）将三个坐标值按比例化为最小整数，
1. 晶体的基本概念
晶体是指基原子具有规则排列的物体 晶体结构是指晶体内部原子规则排列的方式 晶体结构不同，其性能往往相差很大 为了便于分析研究各种晶体中原子或分子的排
列情况，通常把原子抽象为几何点，并用许多 假想的直线连接起来，这样得到的三维空间几 何格架，称为晶格，如图1.2-1所示；晶格中各 边线的交点称为结点；晶格中各种不同方位的 原子面，称为晶面。组成晶格的最基本几何单 元称为晶胞。晶格可以看成由晶胞堆积而成
某些金属在不同温度和压力下呈不同的晶体结构，同一 种固态的纯金属（或其他单相物质），在加热或冷却时 发生由一种稳定状态转变成另一种晶体结构不同的稳定 状态的转变，称为同素异构转变。此时除体积变化和热 效应外还会发生其他性质改变。例如Fe、Co、Sn、Mn 等元素都具有同素异构特性。
铁在结晶后继续冷却至室温的过程中，将发生两次晶格 转变，其转变过程如图1.2-14所示。铁在1394℃以上时具 有体心立方晶格，称为δ-Fe；冷却至1394~912℃之间， 转变为面心立方晶格称为γ-Fe；继续冷却至912℃以下又 转变为体心立方晶格，称为α-Fe。
实际金属中的缺陷对材料力学性能 的影响如下：
点缺陷的存在，提高了材料的硬度和强度， 降低了材料的塑性和韧性，增加位错密度 可提高金属强度，但塑性随之降低
面缺陷能提高金属材料的强度和塑性 细化晶粒是改善金属力学性能的有效手段
加一方括号，即为所求的晶面指数，其一 般形式为[uvw]。
3）晶面及晶向的原子密度
所谓某晶面的原子密度指其单位面积中的 原子数，而晶向原子密度则指其单位长度 上的原子数。在各种晶格中，不同晶面和 晶向上的原子密度都是不同的。例如，在 体心立方晶格中的各主要晶面和晶向的原 子密度见表1-2
1.2.3 金属的同素异构转变